一种大棚种植智能管控装置的制作方法

本实用新型涉及蔬菜大棚种植系统技术领域，尤其涉及一种大棚种植智能管控装置。

背景技术：

现代农业追求对农作物环境的全方位控制，所以温室大棚的出现使植物生长环境得到最优化控制，人们不受季节限制随时可以吃到新鲜的反季节蔬菜，提高了人们的生活水平，但是现在的蔬菜大棚往往面积很大，人工控制难度较高，现有技术中，人们配套大棚使用灌溉系统、施肥系统等管理设备对大棚的种植管理起到了有效帮助，但是仍然存在智能化程度不高的问题，大部分还是需要人工来采集数据、启动设备，而且需要管理人员长时间守候在大棚中，增加了人工成本，管理效率低下。因此，我们迫切需要一种人工成本低、智能化程度高，可以有效地提高作物生长效果，同时能够实现远程操控，在蔬菜大棚种植过程中实用性高的蔬菜大棚种植装置。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种大棚种植智能管控装置，与现有技术相比，智能化程度高，可以在大棚的种植过程中对作物进行自动检测，同时能自动根据检测结果采取相应的措施，方便地通过手机对各种蔬菜所需的不同最佳参数进行智能化设置管理，远程监控操作，实现蔬菜高效快速成长，大大增强了实用性。

本实用新型解决技术问题的技术方案为：一种大棚种植智能管控装置，包括管理人员随身携带的移动终端以及设置在大棚内的中心控制模块、数据检测模块、供电模块、供水模块和执行机构模块，所述的中心控制模块包括单片机和继电器，所述的数据检测模块的输出端与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端与继电器的控制端连接，所述继电器的触点开关设置在执行机构模块的供电线路中，所述供电模块分别与中心控制模块和执行机构模块电连接，所述执行机构模块包括水泵、浇灌电磁阀以及喷淋电磁阀，所述供水模块包括水箱、浇灌管路以及喷淋管路，所述水泵的进水口与水箱相连接，水泵的出水口分别与浇灌管路和喷淋管路相连接，所述浇灌电磁阀设置在浇灌管路中，所述喷淋电磁阀设置在喷淋管路中。

进一步地，所述的数据检测模块包括用于检测棚内光照强度并将信号传送至单片机的光强传感器，用于检测空气温湿度并将信号传送至单片机的空气温湿度传感器，用于检测土壤温湿度并将信号传送至单片机的土壤温湿度传感器，用于检测棚内空气中CO₂浓度并将信号传送至单片机的CO₂浓度检测仪，用于检测土壤中各种有机质与微量元素并将信号传送至单片机的土壤肥料测试仪，用于检测土壤pH值并将信号传送至单片机的土壤pH传感器，以及设置在水箱内用于检测水箱内液位并将信号传送至单片机的浮位计，所述的数据检测模块设置有多个并分布在大棚内不同区域。

进一步地，所述执行机构模块还包括设置在大棚内部的地热线和LED补光灯，所述的地热线和LED补光灯的供电电路中分别设置有继电器的触点开关。

进一步地，所述继电器包括第一时间继电器、第二时间继电器、第一电磁继电器和第二电磁继电器，所述的第一时间继电器、第二时间继电器、第一电磁继电器和第二电磁继电器的控制端分别与单片机的输出端连接，所述第一时间继电器的第一常开触点开关和第二常开触点开关分别设置在水泵和浇灌电磁阀的供电线路中，所述第二时间继电器的第一常开触点开关和第二常开触点开关分别设置在水泵和喷淋电磁阀的供电线路中，且第一时间继电器的第一常开触点开关和第二时间继电器的第一常开触点开关并联设置在水泵的供电线路中，所述第一电磁继电器的常开触点开关设置在地热线的供电线路中，所述第二电磁继电器的常开触点开关设置在LED补光灯的供电线路中。

进一步地，所述LED补光灯为红蓝光交替LED灯。

进一步地，所述供水模块还包括设置在水箱内的过滤器，所述的过滤器与水泵的进水口相连接。

进一步地，所述水箱内盛放的水为营养水。

进一步地，所述的供电模块包括电源和电源开关，所述电源通过开关电源分别与中心控制模块和执行机构模块电连接。

进一步地，所述土壤温湿度传感器的检测周期为一小时，所述空气温湿度传感器的检测周期为一小时，土壤温湿度传感器与空气温湿度传感器之间的检测周期交错且间隔为半小时，所述喷淋管工作时的出水时长为5s，所述浇灌管工作时的出水时长为10s。

进一步地，所述移动终端包括安装有APP软件的智能手机，所述单片机还连接有数据存储模块和WIFI模块，所述单片机通过WIFI模块接入WIFI网络与智能手机相连。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型智能化程度高，能在大棚的种植过程中有效地对作物进行自动检测，同时根据检测结果自动采取相应的措施，可以方便地通过手机对各种蔬菜所需的不同最佳参数进行智能化设置管理，远程监控设置操作，实现蔬菜高效快速成长，大大增强了实用性。

2.通过光强传感器可以有效地实现对作物接受光照程度进行监控，并可以通过单片机智能控制在光照强度较弱时打开LED补光灯，空气温湿度传感器可以有效地检测大棚内空气温湿度，喷淋管路可以在温度较高或湿度较低时自动喷淋降温或增湿，温度较低时LED补光灯亮灯还可以增加大棚内温度，土壤温湿度传感器有效地对土壤内温湿度进行检测，当湿度较低时，浇灌管路可以在智能控制下自动出水浇灌，当温度较低时，单片机控制地热线工作使土壤温度到达适宜范围内，提高了实用性。

3.水箱内设置了过滤器，有效防止杂质阻塞管路，浮位计的设置使水箱内水位能实时显示到移动终端，方便在缺少时及时补充。

4.红蓝光交替的LED补光灯更加有助于植物的生长，增强了实用性。

5.土壤温湿度传感器与空气温湿度传感器的检测周期为一小时，且周期交错间隔为半小时，有效地防止了因土壤温湿度与环境温湿度的偏差使喷淋管路与浇灌管同时出水而导致水量过多，且分开工作可以用一个水泵完成工作，降低了成本，所述喷淋管路工作时的出水时长为10s，浇灌管工作时的出水时长为 5s，防止了一次出水过多，增强了适用性。

6.通过CO₂浓度检测仪以及土壤pH传感器检测到的棚内空气中CO₂浓度与土壤pH值数据能即时传送至单片机并显示到移动终端，可以即时让种植人员知晓并采取相应措施，通过土壤肥料测试仪能检测土壤中各种有机质与微量元素并将信号传送至单片机，单片机通过与数据存储模块内数据作对比，自动生成最佳比例配比的营养水数据并显示到移动终端中，大大增强了实用性。

7.数据检测模块设置有多个并分布在棚内不同区域中，可以更加准确地检测大棚内的各项数据，更加有利于作物的生长。

8.单片机连接有数据存储模块和WIFI模块，所述单片机通过WIFI模块接入WIFI网络与移动终端相连，可以使大棚的控制装置接入网络，中心控制模块能直接从数据存储模块中调取数据并通过网络与移动终端实现数据的互换，移动终端可以随时随地进行远程的智能化管理，修改适时参数，大大提高了装置的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型中各部件的连接原理示意图；

图3为本实用新型的中心控制模块控制执行机构模块的控制原理图。

图中，数据检测模块1、光强传感器11、空气温湿度传感器12、浮位计13、土壤温湿度传感器14、CO₂浓度检测仪15、土壤pH传感器16、土壤肥料测试仪 17、中心控制模块、单片机21、继电器22、WIFI模块3、移动终端4、供电模块5、电源51、电源开关52、供水模块6、水箱61、过滤器62、浇灌管路63、喷淋管路64、执行机构模块7、LED补光灯71、水泵72、浇灌电磁阀73、喷淋电磁阀74、地热线75、数据存储模块8。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。

如图1至图3所示，一种大棚种植智能管控装置，包括数据检测模块1、光强传感器11、空气温湿度传感器12、浮位计13、土壤温湿度传感器14、CO₂浓度检测仪15、土壤PH传感器16、土壤肥料测试仪17、中心控制模块、单片机 21、继电器22、WIFI模块3、移动终端4、供电模块5、电源51、电源开关52、供水模块6、水箱61、过滤器62、浇灌管路63、喷淋管路64、执行机构模块7、 LED补光灯71、水泵72、浇灌电磁阀73、喷淋电磁阀74、地热线75、数据存储模块8，所述的数据检测模块1的输出端与中心控制模块2中的单片机21的输入端连接，所述单片机21的输出端与继电器22的控制端连接，所述继电器 22的触点开关设置在执行机构模块7的供电线路中，所述供电模块5分别与中心控制模块2和执行机构模块7电连接，所述水泵72的进水口与供水模块6中的水箱61相连接，水泵72的出水口分别与浇灌管路63和喷淋管路64相连接，所述浇灌电磁阀73设置在浇灌管路63中，当土壤湿度较低时，浇灌管路63可以在智能控制下自动出水浇灌，所述喷淋电磁阀74设置在喷淋管路64中，可以在温度较高或湿度较低时自动喷淋降温或增湿。

所述的数据检测模块1包括用于检测棚内光照强度并将信号传送至单片机 21的光强传感器11，可以有效地实现对作物接受光照程度进行监控并通过单片机21智能控制，用于检测空气温湿度并将信号传送至单片机21的空气温湿度传感器12，可以有效地检测大棚内空气温湿度，用于检测土壤温湿度并将信号传送至单片机21的土壤温湿度传感器14，有效地对土壤内温湿度进行检测，用于检测棚内空气中CO₂浓度并将信号传送至单片机21的CO2浓度检测仪15，用于检测土壤pH值并将信号传送至单片机21的土壤pH传感器16，检测到的棚内空气中CO₂浓度与土壤pH值数据能即时传送至单片机21并显示到移动终端 4，可以即时让种植人员知晓并采取相应措施，用于检测土壤中各种有机质与微量元素并将信号传送至单片机21的土壤肥料测试仪17，能检测土壤中各种有机质与微量元素并将信号传送至单片机21，单片机21通过与数据存储模块8内数据作对比，自动生成最佳比例配比的营养水数据并显示到移动终端4中，以及设置在水箱61内用于检测水箱61内液位并将信号传送至单片机21的浮位计13，使水箱61内水位能实时显示到移动终端4，方便在缺少时及时补充，所述的数据检测模块1设置有多个并分布在大棚内不同区域，数据检测模块1设置有多个并分布在棚内不同区域中，可以更加准确地检测大棚内的各项数据，更加有利于作物的生长。

所述执行机构模块7还包括设置在大棚内部的地热线75和LED补光灯71，在光照强度较弱时打开LED补光灯71，温度较低时LED补光灯71亮灯还可以增加大棚内温度，所述的地热线75和LED补光灯71的供电电路中分别设置有继电器的触点开关，当土壤温度较低时，单片机21控制地热线75工作使土壤温度到达适宜范围内，所述LED补光灯71为红蓝光交替LED灯，更加有助于植物的生长。

所述继电器22包括第一时间继电器、第二时间继电器、第一电磁继电器和第二电磁继电器，所述的第一时间继电器、第二时间继电器、第一电磁继电器和第二电磁继电器的控制端分别与单片机21的输出端连接，所述第一时间继电器的第一常开触点开关和第二常开触点开关分别设置在水泵72和浇灌电磁阀73 的供电线路中，所述第二时间继电器的第一常开触点开关和第二常开触点开关分别设置在水泵72和喷淋电磁阀74的供电线路中，且第一时间继电器的第一常开触点开关和第二时间继电器的第一常开触点开关并联设置在水泵72的供电线路中，所述第一电磁继电器的常开触点开关设置在地热线75的供电线路中，所述第二电磁继电器的常开触点开关设置在LED补光灯71的供电线路中。

所述供水模块6还包括设置在水箱61内的过滤器62，有效防止杂质阻塞管路，所述的过滤器62与水泵72的进水口相连接，所述水箱61内盛放的水为营养水。

所述的供电模块5包括电源51和电源开关52，所述电源通过开关电源分别与中心控制模块2和执行机构模块7电连接。

所述土壤温湿度传感器14的检测周期为一小时，所述空气温湿度传感器12 的检测周期为一小时，土壤温湿度传感器14与空气温湿度传感器12之间的检测周期交错且间隔为半小时，有效地防止了因土壤温湿度与环境温湿度的偏差使喷淋管路64与浇灌管同时出水而导致水量过多，且分开工作可以用一个水泵 72完成工作，降低了成本，所述喷淋管工作时的出水时长为5s，所述浇灌管工作时的出水时长为10s，防止了一次出水过多，所述移动终端4包括安装有APP 软件的智能手机，所述单片机21还连接有数据存储模块8和WIFI模块3，所述单片机21通过WIFI模块3接入WIFI网络与智能手机相连，可以使大棚的控制装置接入网络，中心控制模块2能直接从数据存储模块8中调取数据并通过网络与移动终端4实现数据的互换，移动终端4可以随时随地进行远程的智能化管理，修改适时参数。

该装置智能化程度高，能在大棚的种植过程中有效地对作物进行自动检测，同时根据检测结果自动采取相应的措施，可以方便地通过手机对各种蔬菜所需的不同最佳参数进行智能化设置管理，远程监控设置操作，实现蔬菜高效快速成长，大大增强了实用性。

该装置在使用时，将移动终端4通过WIFI模块3与中心控制模块2中的单片机21进行互联网绑定，打开电源开关52接通电源51，在移动终端4中选择大棚内对应种植的植物，该种植物的最佳生长参数范围自动从预先存入数据的数据存储模块8中调取并显示在移动终端4上，此时数据检测模块1中的光强传感器11对外部光照条件进行检测，检测实时数据显示在移动终端4上，并与数据存储库中的参数范围作对比，当光照较弱时，单片机21通过控制继电器22 中的第二电磁继电器工作进而对应打开LED补光灯71，并自动调节所需亮度，直至外部的光强传感器11检测到光照强度达到所种植作物的生长参数适宜范围时，执行机构模块7中的LED补光灯71自动关闭。

中心控制模块2中的单片机21控制空气温湿度传感器12每一小时检测一次大棚内空气温湿度，并与数据存储库中的参数范围作对比，当温度过高时，单片机21通过继电器22中的第二时间继电器进而控制水泵72与喷淋电磁阀74 工作，水泵72通过过滤器62从水箱61中引入营养水，水泵72中的营养水通过喷淋电磁阀74传输到供水模块6中的喷淋管路64，并自动喷淋到大棚内10s，当温度过低时，单片机21通过通过控制继电器22中的第二电磁继电器进而打开LED补光灯71，通过灯管的发热进行升温，当大棚内被检测空气湿度低于最佳生长范围下限时，喷淋管路64进行喷淋5s，直至喷淋结束，当喷淋过程中检测到空气温湿度位于最佳范围中的最佳值时，喷淋结束同时空气温湿度传感器 12结束检测。

半小时后，土壤温湿度传感器14进行土壤温湿度的检测，并与数据存储库中的参数范围作对比，当土壤中温度过低时，单片机21控制继电器22中的第一电磁继电器工作，地热线75开始工作，直至土壤温湿度传感器14对土壤温湿度的检测符合生长范围，当土壤中湿度过低时，单片机21通过控制继电器22 中的第一时间继电器工作，进而控制水泵72与浇灌电磁阀73工作，水泵72中的营养水通过浇灌电磁阀73传输到浇灌管路63，并浇灌到到种植大棚内5s，直至浇灌结束后，当浇灌过程中检测到土壤湿度位于最佳范围中的最佳值时，浇灌结束同时土壤温湿度传感器14结束检测，当土壤温度过高或湿度过高时，可分别采用浇灌管路与地热线75降温除湿，半小时后空气温湿度传感器12又开始检测，按周期循环。

CO2浓度检测仪15将检测到的棚内CO₂浓度通过单片机21显示到移动终端 4中，使用人员即时观察数据并作出改善措施，利用硫酸与碳酸盐反应产生二氧化碳等，土壤肥料测试仪17将检测到的土壤中各种有机质与微量元素信息发送至单片机21，单片机21将数据与数据存储模块8中数据作出对比并给出最佳配比方案显示到移动终端4中，土壤pH传感器16将检测到的棚内土壤pH值通过单片机21发送到移动终端4的实时数据中，种植人员作出改善措施，施用石灰或硫酸亚铁等。

当使用人员需要手动进行作物的种植时，可以在移动终端4上实时数据页面中选择关闭喷淋开关、光照开关与浇灌开关，当使用人员需要按照自身经验进行作物的种植时，也可通过在种植大棚的实时数据页面中选择查看当前设置按钮，进而设定不同于数据存储库中的生长参数范围并保存，进而使装置按照新的参数范围进行偏差计算，当设置有误，可选择恢复默认设置。

上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。